Behoud de Parel op Facebook.

U bent hier

bijgewerkt op 28 juli 2018 door teus
MySense project Horst aan de Maas "Samen Meten aan Luchtkwaliteit"

air quality MySense sensorMySense logoVuurwererk sensorkit caseMySense werkt samen met  RIVM en enkele andere burger initiatieven mbt lokaal meten van luchtkwalieteit. De meeste initiatieven zijn gericht op het in kaart brengen van de stedelijke (verkeer en klimaat) milieu problematiek.
Ver. Behoud de Parel daarentegen is gestart met MySense om lokaal metingen aan luchtkwaliteit te doen in agrarische omgevingen: fijnstof, diverse gasemissies en geur (stank). Alle partijen delen hun ervaringen om tot een transparante en state of the art meetoplossing te komen.
Alle documentatie en software is te downloaden via github

Wat wordt er gemeten?:

  • fijnstof: PM1, PM2.5, PM10 (PM0.3, PM5) in µg/m3 of deeltjes/liter.
  • gassen: koolstofoxides(CO,CO2), stikstofoxides (NO,NO2), ozon (O3), ammoniak (NH3) in ppb or µg/m3.
  • klimaat: temperatuur (), luchtvochtigheid (%), luchtdruk (hPa).
  • lokatie: GPS (longitude,latitude,altitude).

De basis ontwikkeling van hardware en software is begin 2018 gereed gekomen. De data communicatie gaat via vaste verbindingen, WiFi of via het LoRa TTN (internet der dingen) netwerk.
Alle software en meetresultaten zijn vrij beschikbaar: het is Open Source. Er wordt nu met twee zg "pagode"s en drie LoRa meetkits calibratie tests en metingen gedaan. Voor het meten in een agrarische omgeving is dit een uniek en toonaangevend project.
MySense luchtkwaliteits meetnetwerk

Een overzicht van stand van zaken:
Juli 2018: Milieu Defensie heeft de helft van de MySense ontwikkelingskosten (€ 4.500,-) gesponsored. Er is een toezeggening van € 1.000 van een ondernemer. Samen met de sponsoring van een ondernemwer van € 1.000 zijn de ontwikkelingskosten bijna afgedekt en zou de uitrol van 10-15 meetkits in de omgeving van start kunnen gaan. Hiervoor wordt nog funding gezocht.

Juni 2018: De meetkits uitgerust meto.a. gas sensoren en fijnstof sensoren kunnen nu behalve via een vaste verbinding of WiFi ook via GPRS/3G mobiel netwerk hun data versturen.
Gezond Leefmilieu Venray gaat beginnen met MySense fijnstof metingen.
Het z.g. Vuurwerk2017 project dat in samenhang met RIVM is uitgevored in de regio Horst-Blerick en bijv. Amsterdam is afgesloten. De leerschool was: veel belangstelling met name rond snelwegkruizing bij Blerick, veel fijnstof emissies door vrachtverkeer, invloed van vocht op fijnstof metingen is corrigeerbaar tav officiele referentiemetingen, toegepaste fijnstofsensor is zeer bruikbaar (Nova en Plantower), meteo sensor DHT22 valt tegen, LoRa signaalsterkte van Marvin chip valt tegen, en LoRa is prima wireless oplossing voor eenvoudige metingen.

Mei 2018: Behoud de parel heeft in Grubbenvorst de meetkit van Meet je Stad in Amersfoort gebouwd. De LoRa meetkit meet temperatuur, vocht en heeft GPS aan boord. Hij werkt op 3 batterijtjes. Zie hun kaart meetjestad.net en zoom in op Venlo.
Twee meer geavanceerde meetkits met  fijnstof/meteo/gas/GPS sensors werkend via lan, wifi of GPRS en een vijftal kleinere meetkits met fijnstof/meteo/GPS sensors werkend via LoRaWan TTN. Deze staan in duurtest en calibratie tests.
- Gepresentatie in den Bosch (Vita Zone),  Venlo (mei 2018 bij Fontys GreenTechLab, PDF 4.5 MB) en in Amersfoort (april 2018 bij Meet je Stad, PDF 4MB).
- Een sensorkit type 'pagode' is nu uitgevoerd met een ozon, kooloxides en stikstofoxides sensors van de fabrikant Spec en ammoniak en zonodig andere sensors van AlphaSense. De Spec sensors waren half 2017 getest bij GGD Amsterdam. De ammoniak sensor is de volgende stap tav calibratie.
- RIVM heeft nav de sensorskits gebruikt in de regio Amsterdam en Venlo een correctie algorithme tav fijnstof deeltjes tellers met regio afhankelijke factor opgesteld. In de grafieken van Behoud de Parel waren de eerste pogingen tot correcties al in te zien.

Vuurwererk sensorkit casePVC sensorkit caseApril 2018: drie sensorkits met fijnstof (SDS011 of PMS7003), verbeterde meteo sensors (BME280 of BME680), GPS en oled display, data overdracht via LoRaWan of WiFi zijn in beta test genomen. Dit als indirect gevolg van de RIVM vuurwerk project ervaringen. De documentatie en software is te vinden op github.

Maart 2018: de eerste conclusies kunnen getrokken worden uit de fijnstofmetingen (RIVM vuurwerkproject) met 10 van Fontys geleende sensorskits in de regio Horst aan de Maas. De correctiefactors voor de sensors worden bepaald. Knooppunt snelwegen doet veel stof opwaaien.

Dec 2017/januari 2018: Intermezzo om mee te werken aan een herhaling van de proef om tijdens de jaarwisseling fijnstof en klimaat metingen te doen in het kader van RIVM project Vuurwerk 2017. Een tiental sensors in de regio Noord Limburg zijn samen met studenten van Fontys Venlo neergezet om metingen te verrichten. De software is te vinden op github.

September 2017: De eerste indoor en outdoor testen - in kaart brengen van verschillen tussen de sensors - zijn samenMySense Sensorkitgevat in zg regressie rapporten (PDF documenten op github).

Augustus 2017: De sensorkits zijn klaar om eerste veldtest te ondergaan.

Juli 2017: Eind juli de eerste veldtest in agrarisch gebied en ammoniak bij Coenders in Grubbenvorst.
Gemeente Horst ad Maas en dorpsraden is gevraagd (PDF document aanvraag) de hardware kosten van de sensorkits op zich te nemen. Vermoedelijk vanwege het 'actiegroep' karakter van Behoud de Parel zien ze af van ondersteuning (october 2017).  Gemeente Horst ad Maas is gevraagd om te bewerkstelligen dat de werking van filtersystementav  de emissies gemonitord worden.
- Gas sensors CO2, NO2, O3 worden door Fontys GreenTechLab getest bij GGD Amsterdam.
- De eerte calibratie tests voor fijnstof en meteo sensors zijn bekend (correlatie rapport in PDF formaat): Nova SDS011 correleert goed met Dylos. Shiney PPD42NS correleert nauwelijks met de andere sensors en onderling. Meteo sensor BME280 (warmt blijkbaar op) is ca 1-2 graden hoger als DHT22 van Adafruit.

Juni 2017: MySense staat in de nieuwsbrief van RIVM betreffende Samen Meten en Citizen Science voorbeeld project in Horst aan de Maas. Zie ook het filmpje op Youtube dat opgenomen is over dit project door het RIVM.
- Op de eerste bijeenkomst van "Samen Meten" initiatieven in Utrecht eind juni is naast het initiatief "meten in de stad' uit Amersfoort ook MySense in Horst aan de Maas gepresenteerd (Zie de PDF slides van deze presentatie).

samen meten sensor kitApril 2017: twee sensorkits zijn klaar om in te bouwen in de meetkastjes. De eerste calibratie- en regressietests om tot hoogst betrouwbare meetgegevens te komen worden nu uitgevoerd.
- De eerste meetresultaten zijn nu al in te zien op deze website.

Februari 2017: Behoud de Parel neemt deel aan RIVM Vuurwerk project 2016 met een wifi meetkit in het centrum van Grubbenvorst. De leerschool: de Shiney fijnstof sensor is niet goed toepasbaar. Toepassing van tmeperatuur en vocht sensor is noodzakelijk. Er wordt een aanvang gemakt met ontwikkeling van gassensoren met name stikstofdioxide en ammoniak.

Wilt u mee doen met dit initiatief neem dan contact op via email aan de ver. Behoud de Parel. Samen komen we een heel eind.

Enkele vragen en antwoorden:

Kan ik meedoen?

Dat kan door een email te sturen naar vereniging Behoud de Parel

Status van het MySense project

De software (Python) en beschrijvingen voor het zelf(na)bouwen van MySense is te vinden via een wereld wijde distributie centrum van open source software github: MySense.
Hier zijn ook enkele rapporten over het project te vinden zoals bijv een gedetaileerd kosten overzicht tot op component nivo, maar ook de correlatie test rapportages en test software om uitschieters in de metingen te elimeren. Software en rapportages noodzakelijk voor de kalibratie van de sensor modules..
De software voor het downloaden van meetgegevens van overheids meetstations is hier (zg tar-formaat, geschreven in bash shell en Pearl) te vinden. De software om de HightCharts grafieken uit het RIVM Vuurwerk 2017 project op de website te updaten staat hier: PMcharts.

De hardware maakt gebruik van kleine computers: Raspberry Pi voor de volledig uitgeruste meetkits de zg "pagode" en LoPy van PyCom voor de meetkits werkend via het LoRa TTN netwerk. Ook de controllers zoals van ESP8266, Arduino, Omega2Plus, Marvin werden getest. De connectoren zijn om het zelf maken van computerbordjes en het solderen te omzeilen van Grove, en de sensoren van Adafruit, Bosch, Grove, Nova, Plantower. Er wordt gewerkt met hardware interfaces zoals I2C-bus, TTL en USB. Alle componenten zijn verkrijgbaar in de betere on-line electronica websites. Het is dus een soort lego bouwsysteems.
Voor de (wifi,LoRaWan) communicatie wordt gebruik gemaakt van http, Mosquitto, CSV en Influx bestandsformaat en bijv. zelfs Google  Docs shared spreadsheet.

wat kost het om mee te doen?

Gassensoren zijn de meest kostbare sensoren (75-150 euro). Gedacht wordt aan de prijsklasse beneden de € 75 per gas sensor module via een USB interface.
Fijnstofsensoren zijn er in een drietal klassen: de meest eenvoudige van ca € 25-50 (inclusief kastje), een kwalitatievere is bijv de Dylos fijnstof meter die compleet met kastje en meteo sensoren een prijskaartje heeft van € 700. Niet overal zijn dezelfde sensoren nodig waardoor de sensor kits verschillen in prijs: € 100 (loRa + 2 sensoren) - € 250 - € 1000 ("pagode" WiFi/GPRS en 10-tal sensoren).

Een internet gateway (toegangspoort van de LoRa sensor naar internet) heeft een prijskaartje van ca € 300-500. In de kwalitatieve pagode sensorkits kan  de LoRa gateway ingebouwd worden (€ 75).

Uitgangspunt is dat de deelnemers zelf de kosten delen en de meters wisselen van plaats. Zo kunnen we komen tot een fijnmaziger metingen.

zijn het kant en klare spullen?

Nee. Het is vrij nieuwe innovatieve techniek, die enorm in ontwikkeling is.
GreenTechLab logo Fonty VenloIn samenwerking met RIVM, Waag Society en oa Fontys Hogeschool Venlo GreenTechLab is en wordt de hardware uitgezocht en ontwikkeld. Het is een zg open project. Iedereen kan meedoen. De communicatie techniek is gebaseerd op Long Range Wan (LoRaWan) en/of wifi (short range) techniek. De bedoeling is dat voor de eenvoudige sensoren alleen een batterij voeding voldoende is. De sensoren zullen met GPS uitgerust worden zodat de plaats van de sensor voordurend bekend is en de tijden van metingen exact zijn. De levering van de LoRaWan gateway is helaas nu al een half jaar uitgesteld, zodat we ons met wifi moeten behelpen.

Kalibratie

De kalibratie van de sensoren vraagt veel aandacht. Externe partijen zoals bijv. RIVM en GGD zijn hiervoor noodzakelijk. Hiervoor zijn dan ook afspraken gemaakt. De kalibratie software (regressie tests zoals multi order polynomial best fit,  multi linear regressie, statistiek software zoals outlier removal) is operationeel en is te vinden op de MySense github website in de folder statistics. De correctie van fijnstof metingen ivm vocht is momenteel in samenhang met RIVM in ontwikkelimg.

Communicatie

Ook de software (communicatie, data acquisitie, data evaluatie, data visualisatie) moet ontwikkeld en getest worden. Momenteel is er ondersteuning voor uitvoer naar MySQL database, time stream databases (Mosquitto, InFluxDB), spreadsheet (bijv Google gspread), en CSV (komma gescheiden tekstvelden) tekst (ascii) bestandstypen.

Momenteel doen we de eerste (baby) stapjes naar het uitzetten van meetsensoren in het veld. De eerste stap wordt gezet met wifi wireless communicatie techniek, een Raspberry Pi en fijnstof sensoren en een Dylos Pro, Shinyei PPD42 of de nieuwe Nova SDS011 en Plantower PMS fijnstof sensoren en enkele "meteo" sensoren (DHT22, Bosch BME280/680 en Sensirion SHT31).

Er wordt gebruik gemaakt van (JSON) data standaard.

Beschikbaarheid data

Het is mogelijk dat eenieder zelf zijn gegevens kan uploaden naar eigen of gedeelde opslag, en aldus zijn eigen sensor gegevens kan inzien en kan vergelijken met andere gegevens via internet. Dit kan ook met een simpel formaat als CSV en als spreadsheet (Google gspread). De data is vrij beschikbaar. Neem contact op zodat er afspraken gemaakt kunnen worden "hoe en waarmee" van de toegangsrechten en de techniek. Met het RIVM zijn besprekingen gaande om daar de opslag van de data te doen.

Is hiervoor subsidie beschikbaar?

Milieu Defensie samen met twee ondernemers in de agrarische sector, Fontys GreenTechLab en prive personen hebben de ontwikkelingskosten bvan MySense gedragen. Alle kosten werden aanvankelijk (tot voorjaar 2018)  gedragen door de deelnemers zelf. Dit heeft het voordeel dat er geen afhankelijkheid ontstaat maar het beperkt wel enorm de armslag. Voor de uitrol van meetkits in de regio wordt nog fundimng gezocht.
Hoewel ... in sommige gemeentes in Gelderland bijv. is er wel ondersteuning gegeven.
Milieu Defensie heeft een toezegging gedaan voor een funding, alsmede twee ondernemers uit de regio en Fontyes GreenTechLab Venlo. Deze toezeggingen dekken waarschijnlijk de initiele ontwikkelingskosten van de hardware.
Bedenk wel dat de inspanning (software en organisatie) voor het opzetten van deze vorm van Internet of Sense een veelvoud bedraagt van de hardware kosten. Om meerdere sensorkits te kunnen bouwen is echter geld nodig. De hardware kosten voor voldoende sensorkits gaan het persoonlijke beschikbare budget te boven. Een voorstel (PDF formaat) tot bijdrage in de kosten is in juli 2017 naar de dorpsraad Grubbenvorst en gemeente Horst aan de Maas. Door de dorpsraad Grubbenvorst is in mei 2017 toegezegd om ook de overige dorpsraden in de regio hierover te benaderen. Vermoedelijk vanwege het actiegroep karakter van de ver. Behoud de Parel heeft dit niet geleid tot ondersteuning.

We hebben wel hulp nodig!

Spreekt dit initatief u aan, maar kunt u geen technische of PR bijdragen leveren? Doe dan met een donatie of sponsoring. Ook uw inspanning om bijv het meetkastje van hout of PVC gootstukken te bouwen is welkom.  Of biedt aan om een sensorkit in uw tuin neer te zetten.
Zeker in het begin zijn er aanloopkosten in bijv de aanschaf van test sensoren en hardware. Veel van deze sensoren zal later niet toegepast kunnen worden, maar ze kosten wel geld om tot een goede oplossing te komen.

Het RIVM onderkent dat lokale metingen van luchtkwaliteit noodzakelijk is en ondersteunt de burger initiatieven (citizen science) van harte met het organiseren van bijeenkomsten en beschikbaarstelling van een data portaal.

Zijn er meer initiatieven op dit gebied?

Zondermeer. Er wordt dan ook zoveel mogelijk gebruik gemaakt cq samengewerkt met deze projecten. Voorwaarde is wel: Open Source en vrije toegankelijkheid van de middelen en data.

Bekende internationale initiatieven zijn die van AqiCN.org (Beiing, China; wereldwijde opslag data professionele sensordata, visualisatie en luchtkwaliteitsverwachtingen; download de AQICN app voor uw Android tablet! of smartphone), Open Data for Germany logoOpen Data voor Duitsland (ESP8266 gebasseerd en visualisatie voor NL en Dld), MIT Clairity (fijnstof en gas monitoring gebasserd op Dylos fijnstofmeter), en Citi-Sense logoCiti-Sense (SensApp; vrije opslag en visualisatie van sensordata; Open Source project; zie GitHub), MySensors.org, Making Sense (EU project), AirSensEUR (EU project GPS/gas sensoren) en  Luftdaten Selber messen (luftdaten.info logoStuttgart). Zie bijv. de resultaten van een meter van een Behoud de Parel lid op de kaart van deutschland.maps.luftdaten.info.

Wicked DeviceCommunity-led Airquality Sensing network Wicked Device. Een Arduino gebasseerd netwerk van "Egg"s met smartphone applicaties en webportal. De Egg software staat op Github.

Maar ook in Nederland zijn er enkele regionale initieven. RIVM banner samen metenHet RIVM brengt met de opzet van "Samen Meten aan Luchtkwaliteit" (tweets @samenmeten) de initiatieven bijeen. Half 2017 is het RIVM gestart met de opzet van een centrale portal voor de meetdata van meetkits. Een lijstje van initiatieven:

  • Smart Emission Nijmegen (Jose (gas)sensor, samen met RUG, Geonovum, gem. Nijmegen en ism Leefmilieu (NO2,meteo,wifi),
  • Eindhoven (AiREAS van ECN (een gesloten initiatief) (NO2, PM, wifi),
  • Milieucentrum Utrecht,
  • Maaspoort Meet in den Bosch (NO2, meteo, wifi),
  • Meet je Stad in Amersfoort (meteo, GPS, LoRaWan),
  • Stadslab-Luchtkwaliteit StadsLab-Luchtkwaliteit Rotterdamin Rotterdam (PM, NO2, meteo, wifi) en burgermetingen Rotterdam (PM, NO2) olv RIVM,
  • Berghaven (Hoek van Holland) het meetprojectScapeler gestart in 2018. Meten fijnstof, temperatuur en rel. vochtigheid..
  • Urban AirQ van   Waag Society in Amsterdam is een toonaangevend initiatief in combinatie met  Making-Sense, een EU gesponserd Opensource project (NO2, meteo, wifi).
  • MySense logoMySense een luchtkwaliteitsmetingen project van Behoud de Parel in Horst aan de Maas (PM, meteo, GPS, NO2, NH3, CO2, O3, wifi, LoRaWan). Het project is itt Urban Air initiatieven gericht op agrarische regio's.

(mist u een initiatief, meldt dit aan de webmaster!)
De initiatieven zijn meestal gebaseerd op Arduino controller hardware voor de sensors en zijn hierdoor zeer beperkt in hun functionaliteit en mogelijkheden.
Zie ook het RIVM concept verslag: Lucht meten met sensoren (PDF document).

Welke technologie wordt er toegepast?

In de opstart fase: uitzoeken welke technieken toegepast kunnen worden.
Doelstelling: vrij beschikbaar, betaalbaar en op voldoende kwalitatief nivo en gemakkelijk toegankelijk.
Sensoren vrij opstelbaar (liefst gevoed met batterijen), wireless communicatie techniek op grotere afstanden en eenvoudig te veranderen en uit te breiden: schaalbaar.

Sensor techniek: bijv. Shinyei (PPD42) sensoren en waarschijnlijk de Nova SDS011 of Plantower PMS7003 fijnstofsensor (betrouwbaarder), klimaatsensoren van Adafruit, zoals de BME280 van Bosch: typiche kosten range: € 1 -25 en goede calibreerbare maar complexere gassensoren (Alpha Sense ca € 50-80).
logo snuffle.orgZie ook snuffle.org (KNMI) voor een overzicht van de diverse sensoren, waar ze toegepast worden en referenties naar rapportages.
Professionele meters: bijv Dylos DC1100 pro fijnstof meter (ca 750 euro).

Controller techniek: bijv ESP 8266 Huzzah wifi (15 euro), Omega 2plus wifi Linux controller (€ 5), maar ook de veelzijdige micro PC Raspberry PI (€ 40). En tav gas en fijnstof deeltjes tellers bijv. de Arduino controller.

Communicatie gateway techniek: wifi en waarschijnlijk Long Range (LoRa) wireless techniek met gateways op maximaal 10-15 km afstand van de sensor. De sensoren communiceren met de gateways in "telegram" stijl bijv MQTT protocol (Mosquitto software) en http protocol (bijv. Influx en Dweet.io).

Software: alles Open Source. Scripting talen zoals Python, PHP, Perl maar ook Linux bash. Linux gebaseerde technologie.

Heel veel aandacht krijgt de waarmerking data en kalibratie: statistiek (zie bijv. R-project), lineaire regressie, Markov tests, en zelf lerende systemen (bijv ANN en scikit-learn).

Dataopslag: simpele opslag in een database (bijv. MySQL) en Round Robin database RRDtool met een hoge performance en grafische weergave van bulk data. De kalibratie van de Dylos meter (aantal per cubieke food) naar BAM1020 referentie meter (gewichtsdichtheid: µg/m³): bijv. Dexer University data validatie report 2010.
Sommige GGD's (Gelderland, Amsterdam) en KNMI/RIVM zijn wel behulpsaam hierin.

Content Management Techniek: CMS Drupal en/of Wordpress.

Visualisatie technieken: Highchart en verwante grafische (RRDtool) software paketten.
Met een schuin oog wordt gekeken naar het concept dat PVoutput.org hanteert voor wereldwijde data acquisitie en visualisatie voor zonnecollectoren opbrengstgegevens. Deze laatste software is helaas niet openbaar.

Beheertechniek: De kastjes worden zoveel mogelijk op afstand onderhouden. De veiligheid in de toegankelijkheid speelt een belangrijke rol. Er wordt gebruik gemaakt van tunneling via ssh en remote beheer van bijv. Weaved. Voor het in stand houden van je privacy worden de regulering van Personal Identifiable Information (PII) toegepast.

Is de gebruikte software vrij beschikbaar?

Alle software en scripts op deze website is Open Source (GPL V4) software en vrij beschikbaar en te gebruiken. Het wordt zeer op prijsgesteld als er feedback gegeven wordt en verbeteringen gemeld worden. De software en de aanwijzingen om de sensorkits zelf te bouwen staan op github, een wereldwijde software distributie website.

De voor het RIVM project Vuurwerk gebruikte scripts om de sensor data te downloaden (vuurwerk.pl) en te visualiseren (showPM.pl via Highchart) is vanuit hier (zg tar bestand) beschikbaar. Het RIVM start met de jaarwisseling van 2017-18 weer een vuurwerk meetproject samen met TTN (een LoRaWan test) gebaseerd op Shiney en Nova fijnstofsensoren.

Taxonomy upgrade extras: 
Behoud de Parel